甲同学将燃烧的钠迅速伸入到盛有纯净干燥的CO2的集气瓶中，发-优题课

小明按如图所示进行趣味实验，将U形管开口端放入烧杯内，观察到溶液进入U形管并流入另一端。

（1）烧杯内的溶液呈_____色。

（2）二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_____。

（3）U型管开口端放入烧杯后，管内气体压强_____（选填“增大”“不变”或“减小”），溶液在管内上升并流入另一端。

为了参加2023年5月举行的化学实验操作考试，各学校积极组织了实验操作训练。小姚同学完成了“稀盐酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水的鉴别”实验，请你帮他完成实验报告的填写。

【实验题目】稀盐酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水的鉴别

【实验目的】选择合适的指示剂鉴别稀盐酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水

【实验仪器】小试管5支、试管刷等

【实验药品】随机编号为A、B、C的三种待测液，酚酞试液（装于滴瓶），石蕊试液（装于滴瓶）

【实验过程】

（1）

实验步骤	实验现象	实验结论
①分别取A、B、C待测液 $1 - 2 m L$ 于三支试管中，分别滴入 $1 - 2$ 滴石蕊试液，振荡。	B中的石蕊试液变_____，另外两支试管中的液体呈蓝色、紫色，但颜色相近。	鉴别出B是_____，A、C无法准确鉴别。
②另取A、C待测液 $1 - 2 m L$ 于两支试管中，分别滴入 $1 - 2$ 滴酚酞试液，振荡。	C中的酚酞试液变_____，A中无明显现象	鉴别出C是_____，A是蒸馏水。

【交流反思】

（2）小峰同学认为，只用酚酞试液也能完成该实验，他设计方案并完成了实验。

实验步骤	实验现象	实验结论
①分别取A、B、C待测液 $1 - 2 m L$ 于三支试管中，分别滴入 $1 - 2$ 滴酚酞试液，振荡。	C中液体呈红色，A、B中无明显现象	鉴别出C
②将①中的红色液体分为两等份，_____。	观察到其中一支试管有明显的现象：_____。	发生反应的化学方程式为_____，鉴别出A、B．

气体的制取和性质是初中化学核心知识之一，结合以下实验装置图回答问题。

（1）仪器a的名称是_____。

（2）实验室制取二氧化碳的化学方程式是_____，你选择的发生装置是_____（填字母编号）。

（3）检验二氧化碳可选用_____（填数字编号）。

①氢氧化钠溶液

②氯化钙溶液

③氢氧化钙溶液

④蒸馏水

（4）实验室若要收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体，装置的正确连接顺序是B→_____→_____→F，验满的方法是_____。

（5）同学们在体育考试中，做引体向上时，将“镁粉”抹在手掌上以增大摩擦力。“镁粉”到底是什么物质呢？与老师交流后，了解到“镁粉”【化学式可表示为 $M g_{x} （ O H ）_{y} C O_{3}$ 】是一种受热易分解的白色固体，分解产物全部是氧化物。为了确定“镁粉”的化学式，同学们设计了实验方案并进行了定量探究：

①依次连接装置A→D→C，并检查其气密性。

②在A装置中加入 $14.2 g$ “镁粉”，加热，充分反应后测得D装置增重 $1.8 g$ ，C装置增重 $4.4 g$ （产生的气体完全被吸收，不考虑空气对测定结果的影响）。同学们通过分析计算，最终确定“镁粉”的化学式为_____。

某小组采用图a所示实验装置探究 $C O$ 还原 $F e_{2} O_{3}$ 时，出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色，推断黑色固体是 $F e$ ；乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是 $F e_{3} O_{4}$ ，并查阅了资料： $F e_{3} O_{4}$ 可被磁铁吸引，几乎不溶于稀的酸溶液。

（1）制备 $C O$ 的原理是：（ $H C O O H$ 在常温下为液态），图b所示三种气体发生装置中，可用于制备 $C O$ 的是______（填标号）。

（2）若甲同学推断正确，反应的化学方程式为______。

（3）对乙同学提出的质疑进行分析和验证。

①定量分析物质组成可知，该反应生成 $F e_{3} O_{4}$ 是合理的，理由是______。

②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有 $F e_{3} O_{4}$ 和 $F e$ ．检验的操作和现象是：取样于试管中，______。

（4）该小组为了探索 $C O$ 还原 $F e_{2} O_{3}$ 与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图。

①用 $C O$ 炼铁时，还原 $F e_{2} O_{3}$ 的温度应不低于______ $℃$ 。（填“ $400$ ”“ $600$ ”或“ $800$ ”）

②图中： $x ＝$ ______。

③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为 $600 ℃$ 左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应：____________。

制盐在我国有着悠久的历史。某盐湖水样品含有 $N a C l 、 N a_{2} S O_{4}$ 及少量 $M g S O_{4}$ 和 $C a S O_{4}$ ，某小组从中获取 $N a C l$ 和 $N a_{2} S O_{4}$ 的主要过程如下：

（1）“除杂1”应依次加入的两种试剂是______、______，“除杂2”应加入的试剂是______。（除杂限选试剂： $H C l 、 H N O_{3} 、 N a_{2} C O_{3} 、 C a （ O H ）_{2}$ ）

（2）将“溶液A”在 $80 ℃$ 蒸发浓缩，至有少量固体析出。

①该小组分析溶解度曲线，推测析出的少量固体是 $N a C l$ ，但检验后却发现是 $N a_{2} S O_{4}$ 。请作出合理解释：______。

②该小组停止蒸发浓缩，经______、过滤得到大量 $N a_{2} S O_{4}$ 固体及母液；将母液中的 $N a C l$ 分离出来，操作是______。

（3）设计由硫磺（单质硫）生产 $N a_{2} S O_{4}$ 的转化路径，依次写出反应的化学方程式：______。（提示：常见 $＋ 4$ 价硫的化合物可与 $O_{2}$ 化合为 $＋ 6$ 价硫的化合物）